Исследование точечных внешних воздействий на квазиодномерные структуры атомов переходных металлов

1.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧЕЧНЫХ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА
КВАЗИОДНОМЕРНЫЕ СТРУКТУРЫ АТОМОВ ПЕРЕХОДНЫХ
МЕТАЛЛОВ, АДСОРБИРОВАННЫХ НА ПРОВОДЯЩУЮ
ПОВЕРХНОСТЬ
1

2.

Цели и задачи
Цель:
Исследовать влияние точечных локальных магнитных воздействий на
поверхностные структуры атомов переходных металлов, адсорбированных на
проводящую поверхность.
Задачи:
Провести обзор ранних работ, посвященных исследованию обменных
взаимодействий между атомами переходных металлов, адсорбированных на
проводящую поверхность;
Разработать компьютерную программу для моделирования спиновых систем
при помощи метода Монте-Карло.
2

3.

Обзор источников
Характер взаимодействия между атомами
Co, адсорбированными на поверхности
Cu(111) [1]
Логическое устройство, построенное
на основе обменных взаимодействий
между спинами атомов,
адсорбированных на подложку [2]
[1] P. A. Ignatiev, N. N. Negulyaev, et al., Phys. Rev. Lett., 101, 036809 (2008)
[2] Alexander Ako Khajetoorians, Roland Wiesendanger, et al., Science, 332 (2011)
3

4.

Методы исследования
4

5.

Методы исследования
Трактуем точечное воздействие на уровне модели Гейзенберга
Направим вектор магнитного поля
вдоль оси Z:
Зафиксируем спин
Представим
:
в сферических
координатах:
5

6.

Методы исследования
Трактуем точечное воздействие на уровне модели Гейзенберга:
6

7.

Методы исследования
Выделим из части гамильтониана, не связанной с
На систему воздействуют три
фактора:
Анизотропия, наведенная
внешним магнитным полем
Анизотропия, наведенная
намагничиванием спина
(точечным воздействием)
Температурный фактор
, некий спин
Изучим скореллированность
Скоррелированность спинов
сводится к намагниченности
и
и
7

8.

Методы исследования
Внешнее магнитное поле малое:
(
в единицах J
- ось намагничивания)
и зафиксированный спин
направлены (направление против
противоположно
энергетически
менее выгодно, нежели направление вдоль
)
8

9.

Методы исследования
Каждый спин в системе единичной длины:
Спины
и
рассматриваются как спиновые
агломераты:
Рассматриваем только ферромагнитные и
аппроксимируюется
как
антиферромагнитные взаимодействия
9

10.

Методы исследования
Для исследования проведем численный эксперимент при
помощи метода Монте-Карло
Для этого была разработана программа на языке C++,
реализующая реалистичное моделирование поведения спиновых
систем
В ходе моделирования следующие средне-наблюдаемые:
Намагниченность спина
Энергия системы E
Также была разработана вспомогательная программа для
конструирования спиновых произвольной конфигурации
цепочек и формирования входных файлов для моделирования
10

11.

Методы исследования
Окно вспомогательной программы
Параметры
спиновой
системы
Интерактивный
конструктор
11

12.

Результаты
Рассмотрим простейшие конфигурации:
Значит, попробуем усложнить геометрию цепочки
12

13.

Результаты
Перейдем к более сложным конфигурациям
“Димеры”
“Ромбы”
13

14.

Результаты
Графики зависимости проекции намагниченности спина
цепочки L = 7
“димеры”
“плато”
при длине
“ромбы”
“плато”
14

15.

Результаты
Таким образом, нас интересуют такие параметры “плато” как:
температурная ширина “плато”
температура возникновения “плато”
Рассмотрим, как эти характеристики меняются в зависимости от
изменения длины цепочки
15

16.

Результаты
Температурная ширина “плато” для цепочек типов:
“димеры”
“ромбы”
16

17.

Результаты
Температура возниновения “плато”
“димеры”
“ромбы”
17

18.

Заключение
“Плато” стабильно для обеих рассмотренных конфигураций;
Температурная ширина “плато” и температура зарождения “плато”
воспроизводятся неизменными при каждом запуске моделирования для каждой
конфигурации;
Ширина “плато” и температура зарождения “плато” не подавляются с ростом
длины спиновой цепочки.
18